Virtuální realita má menší rozlišení než mobil. Aby byla věrohodná, použijí vědci optický klam

4. 10. 2022
Doba čtení: 4 minuty
Zdroj: Pixabay
  • Člověk nasazením VR helmy přijde o většinu zorného pole, a navíc velmi dobře vidí každý detail obrazovky. Ke zlepšení uživatelského zážitku by proto bylo nutné zvýšit rozlišení displeje za hranici možností současných technologií

  • Vědci učinili několik pokusů s nanotechnologiemi nebo OLED diodami s barevnými filtry. Výsledky jsou ale drahé a nevýkonné

  • Řešením by mohlo být sledování pohybů lidského oka a dokonalé vykreslování pouze té oblasti, kam se uživatel dívá

Virtuální realita ve většině případů není nijak věrohodná. Na brýlích člověk vidí jednotlivé pixely, obraz je rozmazaný a animace má rovněž své limity. Nejedná se proto o prostředí, kde by uživatelé chtěli trávit velké množství času. Pokud mají nadšenci do metaverza a jiných alternativních vesmírů přesvědčit masovou veřejnost k jejich návštěvě, musí se popasovat s nelehkým úkolem – vytvořit displej s násobně vyšším rozlišením, než mají dnešní obrazovky.

Někteří odborníci ze Sillicon Valley vsadili miliardy dolarů na to, že internet stojí na prahu největší změny od vynálezu chytrých telefonů, jelikož se lidstvo dle jejich názoru chystá do obrazovek doslova vstoupit. Jenže to by byl s ohledem na technickou úroveň helem od společností, jako je Meta, Microsoft, Google a Magic Leap, krok zpět, respektive k horší kvalitě obrazu, než na jakou jsme si zvykli.

Jedním z největších omezení virtuálních realit je současná zobrazovací technologie. Pokud si totiž nasadíme VR helmu, ocitne se displej jen několik centimetrů od našich očí. Kdybychom se chtěli přesvědčit o tom, že se skutečně skládá z pixelů, byla by to ideální poloha. Jenže pokud si chceme užít celistvý obraz, je třeba na malý prostor vmáčknout obrazových bodů násobně víc, než v dokáže jakýkoli současný patent.

Češi se v metaverzu neztratí. Josef Průša, VRgineers a Somnium Space vyvíjí headset pro ‚svobodný‘ prostor
Přečtěte si také:

Češi se v metaverzu neztratí. Josef Průša, VRgineers a Somnium Space vyvíjí headset pro ‚svobodný‘ prostor

Vědci ze Stanfordovy univerzity ve spolupráci s firmou Samsung ale vydali v časopise Science článek o technologiích, které by nás mohly brzy dostat blízko teoretickému limitu hustoty pixelů. To by přineslo nové a vylepšené VR headsety. 

Požadavků na následující generaci helem mají jejich vývojáři spoustu. Kupříkladu chtějí, aby vedle vyšší výkonnosti byly i menší, levnější a energeticky úspornější. Což ale pochopitelně nejde příliš dohromady.

Pohled klíčovou dírkou

Dnešní VR helmy jsou i přes omezenou kapacitu dost objemné, kterážto skutečnost znepříjemňuje jejich dlouhodobé nošení. Jinak se ale zkonstruovat nedají, protože obsahují řadu optických prvků, jež mají přesně určené místo a potřebují mezi sebou mít prostor pro správné zaostření světla. Miniaturizaci čoček do jisté míry umožnily filmy s nanostrukturou, ale i ony narazily na své limity.

Jiný vědecký tým pro změnu učinil několik pokusů s holografickými či ,palačinkovými‘ čočkami, které pracují s odrazem světla mezi skleněnými nebo plastovými hranoly. To umožní přiblížit displej k čočce. Každá z uvedených interakcí ovšem snižuje jas snímků, což je potřeba kompenzovat výkonnějšími displeji.

Zuckerbergova Meta vyvíjí umělou inteligenci schopnou dekódovat mozkové vlny. Zařízení dokáže odhadnout slova, která slyšíte
Přečtěte si také:

Zuckerbergova Meta vyvíjí umělou inteligenci schopnou dekódovat mozkové vlny. Zařízení dokáže odhadnout slova, která slyšíte

Velké televize dokážou poskytnout zhruba 200 pixelů na stupeň (PPD), tedy mnohem víc, než člověk za normálních okolností potřebuje. Jelikož obrazovku sledujeme ze vzdálenosti několika metrů, naše oko by si nízkého rozlišení všimlo až při 60 PPD. Jenže VR brýle máme nalepené na obličeji, čímž ztratíme většinu zorného pole, a tak mohou dosáhnout pouze 15 bodů na stupeň. 

Aby se displeje vyrovnaly limitům rozlišení lidského oka, musejí inženýři do každého jednoho jejich palce vtlačit sedm až deset tisíc pixelů. To je zhruba 20krát víc, než mají obrazovky mobilů.

Američtí výzkumníci představili zdokonalený headset. Slibují si od něj mnohem realističtější prožitek při líbání v metaverzu
Přečtěte si také:

Američtí výzkumníci představili zdokonalený headset. Slibují si od něj mnohem realističtější prožitek při líbání v metaverzu

Většina dnešních VR helem používá samostatné OLED diody pro každou barvu z RGB spektra – to proto, že je tak snadné je vyrobit. Nicméně vědci navrhují použití bílých žárovek s barevnými filtry, díky nimž by se obraz údajně mohl rozlišení 60 bodů na stupeň alespoň přiblížit. Stane se tak ovšem za cenu snížení svítivosti diody, což povede buď ke ztmavení obrazu, nebo zvýšení spotřeby.

Ošálit biologii

Odborníci si pohrávají se spojením předchozích nanostruktur a filtrů na OLED žárovky. To by vyústilo ve vytvoření takzvaného meta-OLED displeje, kde by se světlo odráželo od zrcadel s nanovzorkem. Světelné vlnění poté začne rezonovat a tím se zesílí. Meta-OLED obrazovky by potenciálně mohly dosáhnout hustoty pixelů více než 10 tisíc PPD. To se blíží fyzikálním limitům stanoveným vlnovou délkou světla. Technologie by mohla přinést i lepší barevnost, nicméně od komerčního využití ji dělí ještě roky práce.

Proto výrobci VR helem zatím sázejí raději na ošálení lidského oka, neboť to si všech 60 PPD všímá pouze přímo před nosem. V oblasti periferního vidění se naše rozlišovací schopnost prudce snižuje, a tak konstruktérům displeje stačí dokonale vykreslit pouze oblast, kam se uživatel dívá nejčastěji. Najdou ji pomocí sledování pohybů oka. A právě taková inovace proto dle odborníků ze Singularity Hub spatří světlo světa nejdříve.

  • Našli jste v článku chybu?